(57)【要約】【課題】  炉体内に滞留した溶融物（主に溶融メタル）を炉体を傾動させて排出させ、該排出した溶融物を水砕処理する場合、溶融物の流出速度の変動が小さく、水蒸気爆発の危険性がなく安定した水砕処理ができる、廃棄物溶融炉の溶融物排出方法及び装置、及び廃棄物溶融処理設備を提供すること。【解決手段】炉体２を具備し、該炉体２内に供給された廃棄物（焼却灰１０１）を溶融する廃棄物溶融炉の溶融物排出装置であって、炉体２を傾動させる炉体傾動機構９、該炉体傾動機構９の傾動速度を制御する傾動速度制御手段を設け、炉体２の傾動速度を制御し、溶融物（溶融メタル１０６）の排出速度を一定に保持する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
炉体内に供給された廃棄物を溶融する廃棄物溶融炉の溶融物排出方法であって、
前記炉体を傾動させて該炉体内に滞留する溶融物を排出する際、該炉体の傾動速度を制御することを特徴とする廃棄物溶融炉の溶融物排出方法。
【請求項２】
請求項１に記載の廃棄物溶融炉の溶融物排出方法において、
前記炉体の傾動速度を制御することにより、前記溶融物を排出する排出速度を一定に保持することを特徴とする廃棄物溶融炉の溶融物排出方法。
【請求項３】
炉体を具備し、該炉体内に供給された廃棄物を溶融する廃棄物溶融炉の溶融物排出装置であって、
前記炉体を傾動させる炉体傾動機構、該炉体傾動機構の傾動速度を制御する傾動速度制御手段を設け、
前記炉体の傾動速度を制御し、前記溶融物の排出速度を一定に保持することを特徴とする廃棄物溶融炉の溶融物排出装置。
【請求項４】
請求項３に記載の廃棄物溶融炉の溶融物排出装置において、
前記炉体の溶融物排出口及び／又は溶融物排出シュートに前記溶融物の排出量を検出する排出量検出手段を設け、該排出量検出手段の検出出力により前記傾動速度制御手段は溶融物の排出速度を一定に保持するように前記炉体の傾動速度を制御することを特徴とする廃棄物溶融炉の溶融物排出装置。
【請求項５】
請求項４に記載の廃棄物溶融炉の溶融物排出装置において、
前記排出量検出手段は、監視カメラの画像処理、温度センサ、サーモカメラ、水温センサのいずれか又はこれらを複合的に用いて前記溶融物の排出量を検出するように構成されていることを特徴とする廃棄物溶融炉の溶融物排出装置。
【請求項６】
請求項３に記載の廃棄物溶融炉の溶融物排出装置において、
前記炉体及び内部に滞留している溶融物の重量を計測するロードセルを設け、該ロードセルの出力により前記傾動速度制御手段は溶融物の排出速度を一定に保持するように前記炉体の傾動速度を制御することを特徴とする廃棄物溶融炉の溶融物排出装置。
【請求項７】
炉体を具備し、該炉体内に供給された廃棄物を溶融する廃棄物溶融炉の溶融物排出装置であって、
前記炉体を傾動させる炉体傾動機構、該炉体傾動機構の傾動速度を制御する傾動速度制御手段を設け、
前記炉体の溶融物排出口及び／又は溶融物排出シュートに配置した監視カメラの画像処理、温度センサ、サーモカメラ、水温センサのいずれか又はこれらを複合的に用いて前記溶融物の排出量を検出するように構成された排出量検出手段を設けると共に、前記炉体及び内部に滞留している溶融物の重量を計測するロードセルを設け、
前記傾動速度制御手段は、前記排出量検出手段の検出出力と、前記ロードセルの出力を複合的に用いて溶融物の排出速度を一定に保持するように前記炉体の傾動速度を制御することを特徴とする廃棄物溶融炉の溶融物排出装置。
【請求項８】
廃棄物を溶融する廃棄物溶融炉、該廃棄物溶融炉から排出される溶融物を水砕固化して水砕スラグを製造するスラグ製造装置を備えた廃棄物溶融処理設備において、
前記廃棄物溶融炉から溶融物を排出する溶融物排出装置に請求項３乃至７のいずれか１項に記載の溶融物排出装置を用いることを特徴とする廃棄物溶融処理設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、廃棄物溶融炉の溶融物排出方法、溶融物排出装置及び廃棄物溶融処理設備に係り、特に溶融炉の炉体内に滞留している溶融物（主に溶融メタル）を排出し、安全に水砕処理するのに好適な廃棄物溶融炉の溶融物排出方法、溶融物排出装置及び廃棄物溶融処理設備に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の廃棄物溶融炉においては、特に溶融炉の炉体内に滞留している溶融物（主に溶融メタル）を排出する際、炉体を傾動させ、該溶融物を排出口から流出させていたが、該流出した溶融物の処理を乾式処理する場合が多かった。乾式処理の場合、排出口から流出された溶融物を受ける受容器から溶融物が溢れるようなことがない限り、特に溶融物の流出速度を制御する必要がなかった。
【０００３】
上記乾式処理の場合は、処理設備の設置面積が格段に広く、装置も大型化し、コストも高くなるという欠点があった。一方、溶融物を水砕処理すると、処理設備の設置面積が少なく、装置も小型化でき、コストも低下するが、水砕処理の場合、溶融物を水と接触させるため、水蒸気爆発の危険性を秘めていた。このため、炉体を傾け排出する溶融物を水砕処理している事例は非常に少なかった。
【０００４】
また、炉体を傾動させて溶融物を排出する際、炉体傾動速度を一定で行うと、溶融物の流出速度の変動が大きく、安定した処理が困難であるという問題があった。
【特許文献１】特許第３１９３８１６号公報
【特許文献２】特許第３１１５４６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のように炉体内に滞留した溶融物（主に溶融メタル）を炉体を傾動させて排出させ、該排出した溶融物を水砕処理する場合、溶融物の流出速度が大きく変動すると水蒸気爆発の危険がある。そこで本発明は排出する際の流出速度の変動が小さく、水蒸気爆発の危険性がなく安定した水砕処理ができる、廃棄物溶融炉の溶融物排出方法、溶融物排出装置及び廃棄物溶融処理設備を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため請求項１に記載の発明は、炉体内に供給された廃棄物を溶融する廃棄物溶融炉の溶融物排出方法であって、炉体を傾動させて該炉体内に滞留する溶融物を排出する際、該炉体の傾動速度を制御することを特徴とする。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の廃棄物溶融炉の溶融物排出方法において、炉体の傾動速度を制御することにより、前記溶融物を排出する排出速度を一定に保持することを特徴とする。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、炉体を具備し、該炉体内に供給された廃棄物を溶融する廃棄物溶融炉の溶融物排出装置であって、炉体を傾動させる炉体傾動機構、該炉体傾動機構の傾動速度を制御する傾動速度制御手段を設け、炉体の傾動速度を制御し、溶融物の排出速度を一定に保持することを特徴とする。
【０００９】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の廃棄物溶融炉の溶融物排出装置において、炉体の溶融物排出口及び／又は溶融物排出シュートに溶融物の排出量を検出する排出量検出手段を設け、該排出量検出手段の検出出力により傾動速度制御手段は溶融物の排出速度を一定に保持するように炉体の傾動速度を制御することを特徴とする。
【００１０】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の廃棄物溶融炉の溶融物排出装置において、排出量検出手段は、監視カメラの画像処理、温度センサ、サーモカメラ、水温センサのいずれか又はこれらを複合的に用いて前記溶融物の排出量を検出するように構成されていることを特徴とする。
【００１１】
請求項６に記載の発明は、請求項３に記載の廃棄物溶融炉の溶融物排出装置において、炉体及び内部に滞留している溶融物の重量を計測するロードセルを設け、該ロードセルの出力により傾動速度制御手段は溶融物の排出速度を一定に保持するように炉体の傾動速度を制御することを特徴とする。
【００１２】
請求項７に記載の発明は、炉体を具備し、該炉体内に供給された廃棄物を溶融する廃棄物溶融炉の溶融物排出装置であって、炉体を傾動させる炉体傾動機構、該炉体傾動機構の傾動速度を制御する傾動速度制御手段を設け、炉体の溶融物排出口及び／又は溶融物排出シュートに配置した監視カメラの画像処理、温度センサ、サーモカメラ、水温センサのいずれか又はこれらを複合的に用いて溶融物の排出量を検出するように構成された排出量検出手段を設けると共に、炉体及び内部に滞留している溶融物の重量を計測するロードセルを設け、傾動速度制御手段は、排出量検出手段の検出出力と、ロードセルの出力を複合的に用いて溶融物の排出速度を一定に保持するように炉体の傾動速度を制御することを特徴とする。
【００１３】
請求項８に記載の発明は、廃棄物を溶融する廃棄物溶融炉、該廃棄物溶融炉から排出される溶融物を水砕固化して水砕スラグを製造するスラグ製造装置を備えた廃棄物溶融処理設備において、廃棄物溶融炉から溶融物を排出する溶融物排出装置に請求項３乃至７のいずれか１項に記載の溶融物排出装置を用いることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１に記載の発明によれば、炉体の傾動速度を制御するので、炉体内から排出された溶融物の排出速度を制御することが可能となる。
【００１５】
請求項２に記載の発明によれば、炉体内から排出された溶融物を水砕処理するため、処理水に接触させても、該溶融物の排出速度を一定に保持するので、水蒸気爆発の危険性がなく安定した水砕処理ができる溶融物排出方法を提供できる。
【００１６】
請求項３に記載の発明によれば、炉体を傾動させる炉体傾動機構、該炉体傾動機構の傾動速度を制御する傾動速度制御手段を設け、炉体の傾動速度を制御し、溶融物の排出速度を一定に保持するので、炉体内から排出された溶融物を水砕処理するため、処理水に接触させても、該溶融物の排出速度が一定に保持されるから、水蒸気爆発の危険性がなく安定した水砕処理ができる溶融物排出装置を提供できる。
【００１７】
請求項４に記載の発明によれば、炉体の溶融物排出口及び／又は溶融物排出シュートに溶融物の排出量を検出する排出量検出手段を設け、該排出量検出手段の検出出力により傾動速度制御手段は溶融物の排出速度を一定に保持するので、より安定した水砕処理ができる溶融物排出装置を提供できる。
【００１８】
請求項５に記載の発明によれば、排出量検出手段は、監視カメラの画像処理、温度センサ、サーモカメラ、水温センサのいずれか又はこれらを複合的に用いて溶融物の排出量を検出するように構成されているので、排出される溶融物の流速を精度良く検出できる。
【００１９】
請求項６に記載の発明によれば、炉体及び内部に滞留している溶融物の重量を計測するロードセルを設け、該ロードセルの出力により傾動速度制御手段は溶融物の排出速度を一定に保持するので、より安定した水砕処理ができる廃棄物溶融炉の溶融物排出装置を提供できる。
【００２０】
請求項７に記載の発明によれば、傾動速度制御手段は、排出量検出手段の検出出力と、ロードセルの出力を複合的に用いるので、排出される溶融物の流速及び重量を精度よく検出でき、この検出された流速及び重量に基づいて溶融物の排出速度を一定に保持するように炉体の傾動速度を制御するから、より安定した水砕処理ができる廃棄物溶融炉の溶融物排出装置を提供できる。
【００２１】
請求項８に記載の発明によれば、廃棄物溶融処理設備の該廃棄物溶融炉から溶融物を排出する溶融物排出装置に請求項３乃至７のいずれか１項に記載の溶融物排出装置を用いるので、溶融物を安定して水砕処理ができる廃棄物溶融処理設備を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の実施形態例を図面に基づいて説明する。ここでは廃棄物溶融炉として焼却灰１０１を溶融するプラズマアーク炉を例に説明するが、本発明に係る廃棄物溶融炉はこれに限定されるものではない。図１はプラズマアーク炉の構成例及び動作を示す図である。プラズマアーク炉１は炉体２とその上部を覆う炉蓋３から構成され、前部にスラグ排出口４を有している。スラグ排出口４は炉体２と炉蓋３との接合部分に形成されている。
【００２３】
炉蓋３には焼却灰１０１を投入する投入口５が設けられている。また、炉蓋３には焼却灰の溶融時に発生した排ガスが排出される排ガス出口６が形成されている。更に炉蓋３には２個の貫通孔７、７が設けられており、それぞれの貫通孔７、７にはプラズマトーチ８、８が設置可能になっている。
【００２４】
図１（ａ）に示すように、炉体２内に投入口５から焼却灰１０１を投入し、プラズマトーチ８、８からアーク１０２を発生させることにより、焼却灰１０１が溶融して、炉体２内に比重の小さい溶融スラグ層１０３と比重の大きい溶融メタル層１０４が形成される。溶融スラグ１０５は、図１（ｂ）に示すように、スラグ排出口４から排出されるから、焼却灰１０１を連続的に投入しながら、炉体２内で溶融し、溶融スラグ１０５はスラグ排出口４から連続的に排出される。
【００２５】
溶融スラグ１０５は上記のように連続的に排出されるが、比重の大きい溶融メタルは排出されないから、炉体２内に滞留し、溶融メタル層１０４のレベルが図１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように次第に上昇していく。溶融メタル層１０４のレベルがスラグ排出口４の近傍まで達したら、焼却灰１０１の投入を停止する。そして図１（ｄ）に示すように、炉体２を傾け、溶融メタル層１０４の溶融メタル１０６をスラグ排出口４から排出する。この排出された溶融メタル１０６を水砕処理するために、溶融メタル１０６に処理水を接触させるが、溶融メタルの排出量が変動すると水蒸気爆発の危険性がある。そこでここでは、炉体２の傾動速度を制御しながら、該溶融メタル１０６の排出速度（単位時間当りの排出流量）を、水蒸気爆発が起らない所定の値以下の一定に保持する。
【００２６】
図２は上記プラズマアーク炉から溶融メタルを排出する排出装置及び排出された溶融メタルを水砕処理する水砕処理装置の概略構成を示す図である。図２において、プラズマアーク炉１の内部構成は図１に示すプラズマアーク炉１と同一であるから、その図示は省略する。炉体２はシリンダ−等の炉体傾動機構９により、回動支持部１０を中心に傾動するようになっている。スラグ排出口４には出滓フード１１が接続され、該出滓フード１１には可撓性を有する接続管１２を介して水砕シュート１３が接続されている。１４は処理水を噴射する処理水噴射ノズルであり、水砕シュート１３内に処理水１０７を噴射している。
【００２７】
炉体傾動機構９により炉体２を傾動させることにより、排出される溶融メタル１０６はこの処理水１０７に接触し、水砕装置２０の水槽２１内に投入される。水槽２１には処理水１０７を供給する処理水供給ノズル２２が設けられ、水槽２１内には処理水１０７が充満している。水砕シュート１３で処理水１０７に接触した溶融メタル１０６は、該処理水１０７と伴に、水槽２１内に投入され、急冷され微細化して水砕メタル１０８となる。水槽２１には水砕メタル１０８を掻き出すコンベア２３が設けられ、コンベア２３により掻き出された水砕メタル１０８は容器２４内に収容される。
【００２８】
炉体傾動機構９は後に詳述する制御装置により炉体２の傾動速度を制御し、スラグ排出口４から排出される溶融メタル１０６の排出速度（排出流量）が、該溶融メタル１０６が水砕シュート１３や水槽２１内で処理水１０７に接触した際、水蒸気爆発とならない所定の排出速度以下の一定排出速度に維持する。
【００２９】
図３は炉体２から排出される溶融メタル１０６の排出速度（単位時間当りの排出流量）を検出するための各種センサの配置状態を示す図である。図示するように、出滓フード１１には監視カメラ３１−１、サーモカメラ３２−１、更に温度計３３−１が配置されている。また、水砕シュート１３にも監視カメラ３１−２、３１−３、３１−４、サーモカメラ３２−２、温度計３３−２が配置されている。また、水砕装置２０の水槽２１内の所定位置にも水温を検出するための温度計３３−３〜３３−８が配置されている。
【００３０】
図４は炉体傾動機構９を制御する傾動速度制御装置のシステム構成を示す図である。図示するように、傾動速度制御装置は、画像解析部３４、サーモ解析部３５、演算部３６及び炉体傾動制御部３７を具備する。監視カメラ３１−１〜３１−４の画像出力信号は画像解析部３４に入力され、ここで各画像出力信号を解析し、出滓フード１１に排出される溶融メタル１０６の太さ等からその排出速度、水砕シュート１３内での溶融メタル１０６と処理水１０７の接触状態等を検出し、その検出信号を演算部３６に入力する。
【００３１】
また、サーモカメラ３２−１、３２−２の出力はサーモ解析部３５に入力され、出滓フード１１や水砕シュート１３内の温度分布状態を検出し、その検出信号は演算部３６に入力される。また、温度計３３−１により検出された出滓フード１１内温度、温度計３３−２により検出された水砕シュート１３内の温度、更には温度計３３−３〜３３−８で検出された水槽２１の各部の水温も演算部３６に入力される。
【００３２】
演算部３６は画像解析処理部３４からの信号、サーモ解析部３５からの信号、温度計３３−１〜３３−８からの信号から、溶融メタル１０６を安定して水砕処理できる排出速度（単位時間当り排出流量）を算出し、該算出した排出速度を炉体傾動制御部３７に出力する。該炉体傾動制御部３７は、炉体２から排出される溶融メタル１０６の排出速度が演算部３６で算出した排出速度になるように、炉体傾動機構９を介して炉体２の傾動速度を制御する。
【００３３】
なお、上記例では、４個の監視カメラ３１−１〜３１−４、２個のサーモカメラ３２−１、３２−２、８個の温度計３３−１〜３３−８を所定の位置に配置する例を示したが、監視カメラ、サーモカメラ、温度計の個数はこれに限定されるものではなく、要は炉体２から排出される溶融メタル１０６を排出速度（単位時間当りの排出流量）を精度よく検出できるものであれば、検出手段（センサ）の種類、個数、その配置位置等は限定されない。
【００３４】
また、図３では溶融メタル１０６の排出速度（流量）を監視カメラ、サーモカメラ及び温度計を用い、これらの出力から求める例を示したが、図５に示すように、炉体２の底部に、炉体２とその内部に滞留する溶融メタル層１０４の重量を検出するロードセル２５を設け、図６に示すように、該ロードセル２５の出力を演算部３６に入力し、該演算部３６で安定して水砕処理できる溶融メタル１０６の排出速度（単位時間当りの排出流量）を算出し、その出力を炉体傾動制御部３７に出力するようにしてもよい。
【００３５】
図７は各種センサ及びロードセルの配置状態を示す図である。ここでは、図示するように、出滓フード１１には監視カメラ３１−１、サーモカメラ３２−１、更に温度計３３−１が配置されている。また、水砕シュート１３にも監視カメラ３１−２、３１−３、３１−４、サーモカメラ３２−２、温度計３３−２が配置されている。また、水砕装置２０の水槽２１内の所定位置にも水温を検出するための温度計３３−３〜３３−８が配置されている。更に、炉体２の底部に、炉体２とその内部に滞留する溶融メタル層１０４の重量を検出するロードセル２５を設けている。
【００３６】
図８は図７に示す各種センサ及びロードセルの出力を用いる炉体傾動速度制御装置の構成例を示す図である。図示するように、演算部３６には、監視カメラ３１−１〜３１−４の出力を画像解析部３４で画像処理した出力、サーモカメラ３２−１、３２−２をサーモ解析部３５で解析処理した出力、温度計３３−１〜３３−８の出力、ロードセル２５の出力が入力されている。演算部３６では入力されたこれらの出力を複合的に用いることにより、排出される溶融メタル１０６の流速及び重量を精度よく検出でき、この検出された流速及び重量に基づいて、安定して水砕処理できる溶融メタル１０６の排出速度（単位時間当たりの排出流量）を算出し、その出力を炉体傾動制御部３７に出力する。これにより、更に精度よく排出される溶融メタル１０６の排出速度を制御できる。
【００３７】
図９は上記傾動速度制御装置で炉体の傾動速度を制御して溶融メタルを排出した場合を示す図である。図９において、縦軸は溶融メタルの排出速度（ｋｇ／ｓｅｃ）及び炉体角度（°）を示し、横軸は経過時間（ｍｉｎ）を示す。なお、以下、図１０、図１１、図１４、図１７、図１８においても同様である。点線Ａは溶融物を安定して水砕処理できる排出速度の上限値を示す。上記傾動速度制御装置で炉体角度を時間の経過と伴に実線Ｂに示すように制御する。これにより、溶融メタルの排出速度は実線Ｃに示すようになり、溶融物排出速度の上限値Ａを超えることなく、略一定に維持できる。
【００３８】
図１０は従来の方法で、溶融物の排出速度を一定にせず、傾動速度を一定に保持して、炉体を傾動させて、炉体内に滞留する溶融物を排出した例を示す図である。図１０の実線Ｄに示すように一定の傾動速度で炉体角度を制御すると、溶融メタルの排出速度は実線Ｅに示すように、激しく変動し、排出速度の上限値Ａを超える場合がある。
【実施例１】
【００３９】
図１１は図１２に示すように、プラズマアーク炉１の出滓フード１１に監視カメラ３１−１、水砕シュート１３に監視カメラ３１−２、３１−３、３１−４を配置し、炉体傾動速度制御装置を図１３に示すように構成し、監視カメラ３１−１〜３１−４の画像信号を画像解析処理し、この画像解析処理信号からのみ傾動速度を制御して溶融メタル１０６を排出した場合を示す図である。排出される溶融メタル１０６の輝度及び面積をもとに溶融メタル１０６の排出速度を予め実験して得られたデータに基づいて演算部３６で演算処理して求め、溶融メタル１０６の炉体傾動制御部３７で溶融メタル１０６の排出速度が一定になるように炉体傾動速度を変化させた例である。実線Ｅに示すように炉体傾動速度を所々で変化させている。また、実線Ｄに示すように溶融メタル１０６の排出速度の変動はかなり緩和されるが、溶融物排出速度の上限値Ａを超える小さなピークがあり、この溶融物排出速度の上限値Ａを超える面積は全面積の５％程度を占める。
【実施例２】
【００４０】
図１４は図１５に示すように、プラズマアーク炉１の出滓フード１１に監視カメラ３１−１及び温度センサ３３−１、水砕シュート１３に監視カメラ３１−２、３１−３、３１−４及び温度センサ３３−２、水砕装置２０の水槽２１に温度センサ３３−３〜８を配置し、炉体傾動速度制御装置を図１６に示すように構成し、監視カメラ３１−１〜３１−４からの画像信号と温度センサ３３−１〜８の出力から傾動速度制御して溶融メタルを排出した場合を示す図である。監視カメラ３１−１〜３１−４の画像信号を画像解析部３４で画像解析処理し、この画像解析処理信号から排出される溶融メタル１０６の輝度及び面積をもとに排出速度を求め、温度センサ３３−１〜８の検出温度から水砕水の受熱量を求める。演算部３６で温度センサ３３−１〜８の情報により、画像解析部３４からの画像解析処理信号情報を補正し、溶融メタル１０６の検出速度の精度を高め、溶融メタル１０６の排出速度を一定にするように炉体傾動速度を変化させた例である。実線Ｇに示すように炉体傾動速度を所々で変化させている。また、実線Ｆに示すように溶融メタル１０６の排出速度の変動はかなり緩和され、溶融物排出速度の上限値Ａを超える小さなピークがなくなった。
【００４１】
また、溶融メタル１０６の排出速度検出手段として、監視カメラ３１−１〜４の画像解析処理信号、温度センサ３３−１，２の出力信号、サーモカメラ３２−１，２の解析処理信号、温度センサ３３−３〜８の出力信号を複合的に用いることで、溶融メタル１０６の排出速度の検出精度を高めることができる。これにより、図１４（実施例２）で示すよりも炉体２の傾動速度の変化が多くなり、溶融メタルの排出速度の変動は緩和され、排出速度はさらに滑らかとなり、高さも低くなる。
【実施例３】
【００４２】
図１７は図５に示すように炉体２の底部にロードセル２５を設け、炉体傾動速度制御装置を図６に示すように構成し、ロードセル２５の出力から傾動速度制御して溶融メタルを排出した場合を示す図である。ロードセル２５の検出値から求められる排出される溶融メタル１０６の重量を基に溶融メタル１０６の排出速度を求め、溶融メタル１０６の排出速度を一定になるように炉体傾動速度を変化させた例である。実線Ｉに示すように炉体傾動速度を所々で変化させている。また、実線Ｈに示す溶融メタル１０６の排出速度の変動はかなり緩和されるが、溶融物排出速度の上限値Ａを超える面積が全面積の５％程度を占める。
【実施例４】
【００４３】
図１８は図１９に示すように、プラズマアーク炉１の出滓フード１１に監視カメラ３１−１、水砕シュート１３に監視カメラ３１−２、３１−３、３１−４、炉体２の底部にロードセル２５を配置し、炉体傾動速度制御装置を図２０に示すように構成し、監視カメラ３１−１〜３１−４の画像信号を画像解析部３４で解析処理し、該画像解析処理信号とロードセル２５の出力から傾動速度制御して溶融メタルを排出した場合を示す図である。演算部３６で画像解析部３４から画像解析処理信号から排出される溶融メタル１０６の輝度及び面積をもとに排出速度を求め、ロードセル２５の出力から水砕水の受熱量を求める。ロードセル２５の出力で監視カメラ３１−１〜４の画像解析処理信号情報を補正し、溶融メタル１０６の排出速度の検出精度を高め、溶融メタル１０６の排出速度を一定にするように炉体傾動速度を変化させた例である。実線Ｋに示すように炉体傾動速度を所々で変化させている。また、実線Ｊに示すように溶融メタル１０６の排出速度の変動は緩和され、溶融物の排出速度の上限値Ａを超えるピークが小さくなった。
【００４４】
また、溶融メタル１０６の排出速度検出手段としてロードセル２５、監視カメラ３１−１〜４の画像解析処理信号、温度センサ３３−１，２の出力信号、サーモカメラ３２−１，２の解析処理信号、温度センサ（水温センサ）３３−３〜８を複合的に用いることで、溶融メタル１０６の排出速度の検出精度を高めることができる。図１８（実施例４）に示すよりも炉体傾動速度の変化が多くなり、溶融メタル１０６の排出速度は変動が緩和され、排出速度はさらに滑らかとなり、高さも低くなる。
【００４５】
図２１は本発明に係る溶融物排出装置を用いる廃棄物溶融処理設備の構成例を示す図である。図示するように、廃棄物溶融処理設備は、廃棄物溶融炉としてのプラズマアーク炉１、水砕スラグ製造装置としての水砕装置２０、該水砕装置２０からの水砕スラグ１１０に含まれる磁性物（水砕メタル）１０８を除去し、水砕メタル１０８と非磁性物（水砕スラグ）１１０に分離する磁性物・非磁性物分離装置４０、スラグヤード５０を具備する。また、図示は省略するが図２、図３、図５、図７のいずれかに示す構成の溶融物排出装置と、図４、図６、図８のいずれかに示す構成の炉体傾動速度制御装置を具備する。プラズマアーク炉１の投入口５から投入された焼却灰１０１はプラズマトーチ８から発せられるプラズマアーク１０２の高温で溶融され、スラグ排出口（出滓口）４から溶融スラグ１０５として排出されるようなっている。また、焼却灰１０１の溶融に伴って発生するガスは排ガスＧとなって排ガス出口６から排出され、排ガス処理設備（図示せず）に送られる。
【００４６】
スラグ排出口４から排出された溶融スラグ１０５は水砕シュート１３内で処理水噴射ノズル１４から噴射された処理水と接触させ、水砕されて水槽２１内に落下する。水槽２１内で水砕固化した水砕スラグ１１０はコンベア２３で磁性物・非磁性物分離装置４０に運ばれ投入される。該磁性物・非磁性物分離装置４０では水砕スラグ１１０に含まれる磁性物である水砕メタル１０８を分離し、磁性物排出シュート４１から排出され、メタルバケット４３に収容され、再利用される。また、水砕メタル１０８の除去された水砕スラグ１１０はスラグ排出シュート４２からスラグ搬送コンベヤ４４によりスラグヤード５０に運ばれる。
【００４７】
図１（ａ）に示すように、プラズマアーク炉１の投入口５から炉体２内に投入された焼却灰１０１は溶融され、炉体２内に比重の小さい溶融スラグ層１０３と比重の大きい溶融メタル層１０４が形成される。溶融スラグ１０５は、図１（ｂ）に示すように、スラグ排出口４から排出されるが、比重の大きい溶融メタルは排出されないから、炉体２内に滞留し、溶融メタル層１０４のレベルが図１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように次第に上昇していく。溶融メタル層１０４のレベルがスラグ排出口４の近傍まで達したら、上記溶融物排出装置及び炉体傾動速度制御装置により、炉体２を傾動させて溶融メタル層１０４の溶融メタル１０６を排出する。該溶融メタル１０６は水砕シュート１３内で処理水と接触させ、水砕されて水槽２１内に落下する。水槽２１内で水砕固化した水砕メタル１０８はコンベア２３で磁性物・非磁性物分離装置４０に運ばれ投入される。該磁性物・非磁性物分離装置４０では水砕メタル１０８に含まれる水砕スラグ１１０が分離され、スラグ搬送コンベヤ４４によりスラグヤード５０に運ばれる。また、水砕スラグ１１０の除去された水砕メタルはメタルバケット４３に収容され、再利用される。
【００４８】
以上本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。例えば、上記例では廃棄物溶融炉として焼却灰１０１を溶融するプラズマアーク炉を例に説明したが、本発明に係る溶融物排出方法及び装置は、炉体内に滞留する溶融物を炉体を傾動させて排出する廃棄物溶融炉に広く適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】プラズマアーク炉の構成例及び動作を示す図である。
【図２】本発明に係る溶融物排出装置及び水砕処理装置の構成例を示す図である。
【図３】本発明に係る溶融物排出装置及び水砕処理装置の各種センサの配置例を示す図である。
【図４】本発明に係る炉体傾動速度制御装置の構成例を示す図である。
【図５】本発明に係る溶融物排出装置及び水砕処理装置の構成例を示す図である。
【図６】本発明に係る炉体傾動速度制御装置の構成例を示す図である。
【図７】本発明に係る溶融物排出装置及び水砕処理装置の各種センサの配置例を示す図である。
【図８】本発明に係る炉体傾動速度制御装置の構成例を示す図である。
【図９】本発明に係る炉体傾動速度制御装置による溶融物排出例を示す図である。
【図１０】従来の溶融物排出例を示す図である。
【図１１】本発明に係る炉体傾動速度制御装置による溶融物排出例を示す図である。（実施例１）
【図１２】本発明に係る溶融物排出装置及び水砕処理装置の各種センサの配置例を示す図である。（実施例１）
【図１３】本発明に係る炉体傾動速度制御装置の構成例を示す図である。（実施例１）
【図１４】本発明に係る炉体傾動速度制御装置による溶融物排出例を示す図である。（実施例２）
【図１５】本発明に係る溶融物排出装置及び水砕処理装置の各種センサの配置例を示す図である。（実施例２）
【図１６】本発明に係る炉体傾動速度制御装置の構成例を示す図である。（実施例２）
【図１７】本発明に係る炉体傾動速度制御装置による溶融物排出例を示す図である。（実施例３）
【図１８】本発明に係る炉体傾動速度制御装置による溶融物排出例を示す図である。（実施例４）
【図１９】本発明に係る溶融物排出装置及び水砕処理装置の各種センサの配置例を示す図である。（実施例４）
【図２０】本発明に係る炉体傾動速度制御装置の構成例を示す図である。（実施例４）
【図２１】本発明に係る廃棄物溶融処理設備の構成例を示す図である。
【符号の説明】
【００５０】
１    プラズマアーク炉
２    炉体
３    炉蓋
４    スラグ排出口
５    投入口
６    排ガス出口
７    貫通孔
８    プラズマトーチ
９    炉体傾動機構
１０    回動支持部
１１    出滓フード
１２    接続管
１３    水砕シュート
１４    処理水噴射ノズル
２０    水砕装置
２１    水槽
２２    処理水供給ノズル
２３    コンベア
２４    容器
２５    ロードセル
３１    監視カメラ
３２    サーモカメラ
３３    温度計
３４    画像解析部
３５    サーモ解析部
３６    演算部
３７    炉体傾動制御部
４０    磁性物・非磁性物分離装置
４１    磁性物排出シュート
４２    スラグ排出シュート
４３    メタルバケット
４４    スラグ搬送コンベヤ
５０    スラグヤード
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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